楊桃種質(zhì)果實(shí)品質(zhì)性狀遺傳多樣性分析

馬小衛(wèi)，蘇穆清，李棟梁，鄭 斌，鄒明宏,*

（1.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所，海南省熱帶作物營(yíng)養(yǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 湛江 524091；2.嶺南師范學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，廣東 湛江 524048）

楊桃（Averrhoa carambolaL.）又名陽(yáng)桃、三稔子、洋桃等，屬酢漿草科（Oxalidaceae）五斂子屬，多年生常綠木本果樹。因楊桃果實(shí)橫切面呈星型，又稱之為“星梨”，其成熟果實(shí)味甜、多汁、微酸，具有令人愉悅的香氣，同時(shí)具有藥用和食療價(jià)值[1-3]，是深受消費(fèi)者喜愛的時(shí)令水果。楊桃原產(chǎn)于東南亞熱帶和亞熱帶地區(qū)，中國(guó)種植楊桃已有2 000多年的歷史，目前主要分布在廣東、廣西、福建、云南和臺(tái)灣等地[4]。在長(zhǎng)期栽培中，由于各種植區(qū)氣候和土壤等環(huán)境條件的不同，形成了具有豐富遺傳多樣性的種質(zhì)資源。在已有楊桃種質(zhì)資源的研究中，主要是利用各種分子標(biāo)記分析楊桃種質(zhì)的遺傳多樣性[5-6]，其他文獻(xiàn)中，如劉勝輝等[7]研究了3 個(gè)楊桃品種果實(shí)香氣組成，朱銀玲[8]分析了楊桃葉中6 種礦質(zhì)元素含量，戴子云[9]評(píng)價(jià)了19 個(gè)楊桃品種鉻的富集能力，而從種質(zhì)資源角度綜合評(píng)價(jià)楊桃果實(shí)品質(zhì)性狀的研究鮮見報(bào)道。針對(duì)此問題，本研究從形態(tài)、化學(xué)、營(yíng)養(yǎng)等方面鑒定和評(píng)價(jià)楊桃種質(zhì)果實(shí)品質(zhì)性狀多樣性，為客觀評(píng)價(jià)及利用種質(zhì)資源培育新品種，滿足市場(chǎng)需求提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

21 份供試種質(zhì)資源來(lái)源于中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物種質(zhì)資源圃（位于廣東省湛江市麻章區(qū)）。2018年9—11月，在各種質(zhì)成熟期，每份種質(zhì)采集15～20 個(gè)成熟果實(shí)。不同種質(zhì)成熟期的確定是根據(jù)果皮的色澤和果實(shí)風(fēng)味變化，并結(jié)合往年的數(shù)據(jù)記錄。

乙腈、乙醇、葡萄糖、果糖、蔗糖、酒石酸、蘋果酸、VC、檸檬酸（均為色譜純） 西格瑪奧德里奇（上海）有限公司；偏磷酸、硫酸、濃硝酸、高氯酸（均為分析純） 廣東西隴科學(xué)股份有限公司；NaOH（分析純） 上海國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

ICP電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀 日本島津公司；1100高效液相色譜儀 美國(guó)Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 原料處理

果實(shí)采摘后分為三部分，一部分用于果實(shí)單果質(zhì)量、縱徑、橫徑以及可溶性固形物和可滴定酸含量分析；另一部分液氮速凍后置于-70 ℃冰箱保存，用于可溶性糖和酸含量分析；其余部分置70 ℃烘箱中烘干，用于礦質(zhì)元素分析。

1.3.2 果實(shí)可溶性固形物和可滴定酸含量測(cè)定

可溶性固形物含量（soluble solids content，SSC）用手持折光儀測(cè)定，可滴定酸（titratable acid，TA）含量采用NaOH滴定法測(cè)定。

1.3.3 果實(shí)可溶性糖和有機(jī)酸含量測(cè)定

利用高效液相色譜法分析果實(shí)可溶性糖（果糖、葡萄糖和蔗糖）和有機(jī)酸（VC、酒石酸、蘋果酸和檸檬酸）含量[10]。

可溶性糖含量測(cè)定：取1.0 g果肉加入5 mL、體積分?jǐn)?shù)85%乙醇溶液研磨成勻漿后，于40 ℃水浴提取20 min后，室溫下10 000 r/min離心10 min，85 ℃水浴蒸干。用4 mL蒸餾水溶解，取1 mL過0.4 μm濾膜用于高效液相色譜分析。RI-1530示差檢測(cè)器，流速1.0 mL/min，柱溫27 ℃，進(jìn)樣量10 μL，測(cè)定時(shí)間為15 min。

有機(jī)酸含量測(cè)定：取果肉樣品1.0 g，用5 mL偏磷酸（2 g/L）冰浴研磨，10 000×g離心15 min，取上清液；沉淀經(jīng)4 mL偏磷酸充分洗滌后離心，取上清液；合并上清液，偏磷酸定容至10 mL。混勻后，取1 mL樣品，經(jīng)0.45 μm濾膜過濾后待測(cè)。紫外檢測(cè)器測(cè)定，色譜柱為C18柱（250 mm×4.6 mm），流動(dòng)相為偏磷酸（0.2 g/L），流速1 mL/min，柱溫35 ℃，進(jìn)樣量10 μL，檢測(cè)時(shí)間為30 min。

果實(shí)總糖含量為所測(cè)各可溶性糖含量之和，總酸含量為所測(cè)各有機(jī)酸含量之和。果實(shí)甜度值參照馬小衛(wèi)等[11]的方法計(jì)算，如下式所示。

甜度值＝蔗糖含量/（mg/g）×1.00+果糖含量/（mg/g）×1.75+葡萄糖含量/（mg/g）×0.75

1.3.4 果實(shí)礦質(zhì)元素含量測(cè)定

礦質(zhì)元素含量測(cè)定參照鮑士旦[12]的方法，以硫酸消煮-火焰光度法測(cè)定鉀含量，以濃硝酸、高氯酸（4∶1，V/V）消煮-ICP電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)定鈣、鎂、銅、鐵、錳和鋅含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用SAS 11.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，相關(guān)性分析和主成分分析利用XLstat軟件。進(jìn)行主成分分析（principal component analysis，PCA）前，參考馬慶華等[13]的方法利用隸屬度函數(shù)法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，并計(jì)算各品種的綜合得分。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實(shí)外觀表型結(jié)果

圖 1 21 份楊桃種質(zhì)資源果實(shí)照片F(xiàn)ig. 1 Photographs of 21 carambola germplasm accessions

供試種質(zhì)的外觀形狀如圖1所示，可以看出不同楊桃種質(zhì)間外觀色澤及形狀變化幅度較小，所有種質(zhì)均為五角形狀。21 份楊桃果實(shí)的縱徑、橫徑及果形指數(shù)（縱徑/橫徑）平均值分別為101.87、65.59 mm和1.56，變異系數(shù)分別為9.97%、10.63%和10.89%（表1）。果實(shí)縱徑最長(zhǎng)的是‘新加坡黃肉’（123.05 mm），最短的為‘馬來(lái)西亞紅’（80.59 mm）；果實(shí)橫徑最長(zhǎng)的為‘臺(tái)農(nóng)3號(hào)’（83.87 mm），最短的為‘馬來(lái)西亞紅’（56.07 mm）。果形指數(shù)較大的是‘廣西3號(hào)’（1.95）和‘馬來(lái)西亞紅’（1.83），這些果實(shí)為長(zhǎng)果型，果長(zhǎng)是果寬的約2 倍；而‘臺(tái)農(nóng)號(hào)’和‘臺(tái)農(nóng)4號(hào)’果形指數(shù)最小，分別為1.30和1.26。

表 1 21 份楊桃種質(zhì)資源果實(shí)表型特征多樣性分析Table 1 Diversity analysis of fruit phenotypic characters in 21 carambola germplasm accessions

21 份楊桃種質(zhì)單果質(zhì)量平均值為109.98 g，范圍在71.46～173.52 g，變異系數(shù)為19.33%。其中單果質(zhì)量較大的種質(zhì)有‘化州紅’（173.52 g）、‘廣西4號(hào)’（135.17 g）和‘廣西2號(hào)’（129.49 g），單果質(zhì)量較小的種質(zhì)是‘臺(tái)灣秤錘’（86.15 g）、‘臺(tái)農(nóng)3號(hào)’（79.55 g）和‘臺(tái)農(nóng)1號(hào)’（71.46 g）。2.2 果實(shí)可滴定酸和可溶性固形物含量

表 2 21 份楊桃種質(zhì)資源果實(shí)SSC和TA含量多樣性分析Table 2 Diversity analysis of SSC and TA content in 21 carambola germplasm accessions

由表2可知，21 份楊桃種質(zhì)SSC和TA含量的變化范圍分別是5.90～8.10 °Brix和0.28～1.92 mmol/100 g，平均值分別為7.12 °Brix和0.56 mmol/100 g，變異系數(shù)分別為7.44%和58.47%。相對(duì)于TA含量，種質(zhì)間SSC的變化幅度較小。‘臺(tái)農(nóng)1號(hào)’、‘廣西2號(hào)’、‘新加坡紅肉’果實(shí)SSC較高，分別為8.1、7.6 °Brix和7.6 °Brix，而‘臺(tái)農(nóng)2號(hào)’和‘馬來(lái)西亞B10’果實(shí)SSC較低，分別為6.5 °Brix和5.9 °Brix。在所分析種質(zhì)中，‘廣西4號(hào)’TA含量（1.92 mmol/100 g）明顯高于其他種質(zhì)。大部分種質(zhì)TA含量為0.41～0.67 mmol/100 g，占所有種質(zhì)的76.19%；而‘臺(tái)灣秤錘’、‘馬來(lái)西亞B10’、‘新加坡紅肉’和‘臺(tái)農(nóng)1號(hào)’TA含量較低。不同種質(zhì)間固酸比（SSC/TA）變化幅度較小，范圍在3.70～28.57，平均值14.75，變異系數(shù)為36.94%。其中固酸比較高的種質(zhì)是‘臺(tái)灣秤錘’（20.28）、‘新加坡紅肉’（25.60）和‘臺(tái)農(nóng)1號(hào)’（28.57），大部分種質(zhì)固酸比集中在10.50～19.00，約占所有種質(zhì)的80.95%；‘廣西4號(hào)’固酸比最小（3.70），明顯低于其他種質(zhì)，這和其TA含量較高有關(guān)。

2.3 果實(shí)可溶性糖和有機(jī)酸含量

表 3 21 份楊桃種質(zhì)資源果實(shí)可溶性糖和有機(jī)酸性狀多樣性分析Table 3 Diversity analysis of sugars and organic acids in 21 carambola germplasm accessions

由表3可知，不同楊桃種質(zhì)間總糖含量差異明顯，總糖含量變化范圍在39.82（‘臺(tái)農(nóng)2號(hào)’）～61.20 mg/g（‘馬來(lái)西亞’）之間，平均值為53.22 mg/g，變異系數(shù)為10.86%。甜度值與總糖變化趨勢(shì)很相似，甜度值變化范圍在48.39～74.22，平均值為64.64。甜度值最高的3 個(gè)種質(zhì)為‘馬來(lái)西亞’、‘臺(tái)農(nóng)1號(hào)’和‘臺(tái)農(nóng)4號(hào)’，而‘廣西1號(hào)’、‘大世紀(jì)’和‘臺(tái)農(nóng)2號(hào)’甜度值較低。楊桃果實(shí)中可溶性糖以葡萄糖和果糖為主，分別占總糖的44%和47%，蔗糖含量很低，占總糖的0.08%。21 份種質(zhì)葡萄糖含量在19.63（‘臺(tái)農(nóng)2號(hào)’）～29.18 mg/g（‘馬來(lái)西亞’）之間，平均值為25.16 mg/g，變異系數(shù)分別為10.29%。‘臺(tái)灣3號(hào)’的果糖含量最高（27.18 mg/g），‘臺(tái)農(nóng)2號(hào)’果糖含量最低（17.96 mg/g），平均值為23.62 mg/g，果糖含量變異系數(shù)為11.01%；楊桃果實(shí)蔗糖含量為0.70（‘廣西4號(hào)’）～8.54 mg/g（‘新加坡紅肉’），平均值為4.43 mg/g。

楊桃果實(shí)總酸含量變化范圍在0.93～3.76 mg/g，平均值為2.61 mg/g，變異系數(shù)為73.54%。在所分析種質(zhì)中，‘廣西4號(hào)’總酸含量明顯高于其他品種，而‘臺(tái)農(nóng)2號(hào)’、‘大世紀(jì)’和‘馬來(lái)西亞紅’總酸含量較低。楊桃果實(shí)有機(jī)酸以酒石酸含量最高，平均值是1.80 mg/g，占總酸的68.97%；其次是蘋果酸，其含量和所占總酸比例分別是0.49 mg/g和18.77%，其中‘廣西1號(hào)’、‘臺(tái)農(nóng)1號(hào)’、‘大世紀(jì)’和‘馬來(lái)西亞紅’果實(shí)中蘋果酸含量高于酒石酸。蘋果酸酸味柔和、爽快，與檸檬酸相比刺激性緩慢，保留時(shí)間長(zhǎng)，因此蘋果酸優(yōu)勢(shì)型種質(zhì)應(yīng)作為楊桃種質(zhì)中的優(yōu)勢(shì)種質(zhì)；再次是VC，占總酸的7.28%；含量最低的是檸檬酸，所占總酸比例為5.36%。

2 1 份楊桃種質(zhì)的酒石酸含量變化范圍在0.15～9.03 mg/g，變異系數(shù)為109.95%，變化幅度較大；‘廣西4號(hào)’酒石酸含量最高（9.03 mg/g），其次是‘臺(tái)農(nóng)4號(hào)’、‘新加坡紅肉’和‘馬來(lái)西亞’，平均含量2.87 mg/g，含量最低的3 份種質(zhì)是‘馬來(lái)西亞紅’、‘實(shí)生酸’和‘臺(tái)灣軟枝’，平均含量0.19 mg/g。所測(cè)定種質(zhì)中蘋果酸含量最低值是0.11 mg/g，最高值0.80 mg/g（‘臺(tái)農(nóng)1號(hào)’）是最低值的7.27 倍，大部分種質(zhì)含量集中在0.40～0.74 mg/g，占所有種質(zhì)的71.4%；‘廣西4號(hào)’和‘臺(tái)農(nóng)2號(hào)’含量較低。不同楊桃種質(zhì)VC含量變化幅度較小（32.40%），范圍在0.09～0.35 mg/g；其中含量較高的種質(zhì)是‘廣西4號(hào)’（0.35 mg/g）、‘臺(tái)農(nóng)3號(hào)’（0.32 mg/g）和‘實(shí)生酸’（0.25 mg/g）；其余品種的含量集中在0.09～0.22 mg/g，‘新加坡黃肉’和‘馬來(lái)西亞B10’含量較低。檸檬酸含量較低，在0.02～0.50 mg/g之間，平均值為0.14 mg/g，變異系數(shù)79.07%，變化幅度較大；含量較低的種質(zhì)是‘香蜜’、‘馬來(lái)西亞香蜜’、‘馬來(lái)西亞’和‘新加坡紅肉’，含量最高的種質(zhì)是‘臺(tái)農(nóng)1號(hào)’（0.50 mg/g）。檸檬酸酸味較強(qiáng)，常作為添加劑用于食品工業(yè)。檸檬酸含量較高的楊桃種質(zhì)也應(yīng)作為重要資源加以利用，以培育風(fēng)味多樣化的品種。

以各種質(zhì)的總可溶性糖含量（果糖、葡萄糖和蔗糖含量之和）與總有機(jī)酸含量（酒石酸、蘋果酸、檸檬酸和VC含量之和）進(jìn)行比值計(jì)算，21 份楊桃種質(zhì)糖酸比范圍在6.01～55.53，平均值29.05，變異系數(shù)為54.97%。‘馬來(lái)西亞紅’、‘大世紀(jì)’、‘臺(tái)農(nóng)2號(hào)’、‘廣西1號(hào)’、‘臺(tái)灣軟枝’、‘實(shí)生酸’、‘馬來(lái)西亞B10’、‘廣西3號(hào)’、‘臺(tái)灣秤錘’和‘臺(tái)農(nóng)1號(hào)’果實(shí)糖酸比較高，平均值44.03；‘廣西4號(hào)’糖酸比最低（6.01），其余種質(zhì)糖酸比范圍在11.21～24.89，平均值16.38。

2.4 果實(shí)礦質(zhì)元素含量

表 4 21 份楊桃種質(zhì)資源果實(shí)礦質(zhì)元素含量多樣性分析Table 4 Diversity analysis of minerals content in 21 carambola germplasm accessions

7 種礦質(zhì)元素在21 份楊桃種質(zhì)中的含量范圍、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)見表4。鉀、鈣和鎂是楊桃果實(shí)的主要礦質(zhì)元素，平均含量分別為1.46 g/100 g、638.82 mg/kg和837.39 mg/kg；大、中量元素鉀、鈣和鎂的含量明顯高于另外4 種微量元素。在所有種質(zhì)中，除‘化州紅’果實(shí)鈣含量高于鎂外，其余種質(zhì)3 種元素含量排序?yàn)殁洠炬V＞鈣。楊桃果實(shí)鐵、錳、鋅和銅含量較低，平均含量分別為152.73、89.99、27.41 mg/kg和5.12 mg/kg。在所分析樣品中，‘馬來(lái)西亞香蜜’、‘化州紅’、‘廣西2號(hào)’和‘新加坡黃肉’果實(shí)錳含量高于鐵含量，其余各種質(zhì)果實(shí)4 種微量元素的含量排序?yàn)殍F＞錳＞鋅＞銅，占所有品種的80.95%。

鐵的變異系數(shù)（104.78%）明顯高于其他3 種微量元素（銅、鋅、錳），表明不同楊桃種質(zhì)間Fe含量差異較大，其中‘廣西1號(hào)’（725.04 mg/kg）和‘化州紅’（492.23 mg/kg）鐵含量遠(yuǎn)高于其他種質(zhì)，這些資源可以看成是楊桃種質(zhì)中的寶貴資源，作為富Fe育種的材料；‘馬來(lái)西亞B10’、‘馬來(lái)西亞香蜜’、‘馬來(lái)西亞’、‘臺(tái)灣金星’、‘臺(tái)農(nóng)4號(hào)’、‘香蜜’和‘臺(tái)農(nóng)2號(hào)’7 份種質(zhì)鐵含量范圍在114.96～185.83 mg/kg，平均值146.16 mg/kg，占所有種質(zhì)的33.33%；其他11 份種質(zhì)Fe含量范圍在66.95～93.12 mg/kg，平均值80.27 mg/kg。

2.5 基于果實(shí)性狀的聚類分析和相關(guān)性分析結(jié)果

相關(guān)性分析結(jié)果表明（表5），楊桃果實(shí)各性狀之間存在復(fù)雜的正負(fù)相關(guān)性。SSC與固酸比、果糖含量、葡萄糖含量、蔗糖含量、總糖含量及甜度值之間存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系；鋅含量與鉀、銅含量之間，錳含量與鈣、銅含量之間也存在顯著或極顯著的正相關(guān)關(guān)系；蔗糖含量與錳、鈣、銅含量及可滴定酸含量之間具有顯著或極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，而與SSC和固酸比之間呈極顯著正相關(guān)；酒石酸含量與蘋果酸含量、糖酸比之間呈極顯著負(fù)相關(guān)，與VC、總酸含量分別呈顯著和極顯著正相關(guān)。

圖 2 25 項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)聚類圖Fig. 2 Dendrogram obtained from cluster analysis of 25 measured traits

表 5 果實(shí)品質(zhì)性狀相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis of fruit quality traits

利用切比雪夫距離，采用Ward方法對(duì)25 項(xiàng)果實(shí)表型指標(biāo)進(jìn)行聚類分析，由圖2可知，25 項(xiàng)指標(biāo)可以分為6 個(gè)組。第一組性狀包括VC、檸檬酸、蘋果酸、酒石酸、可滴定酸、總酸、鉀、銅含量和果形指數(shù)、SSC、蔗糖含量，主要反映了果實(shí)酸度；第二組性狀包括總糖含量、甜度值、果糖含量、葡萄糖含量、固酸比、糖酸比和果實(shí)橫徑，反映了果實(shí)含糖量；第三組性狀包括單果質(zhì)量、果實(shí)縱徑和錳含量，反映了果實(shí)大小；第四組、第五組和第六組均包含1 個(gè)性狀，分別是鈣含量、鎂含量和鐵含量。果實(shí)性狀的聚類結(jié)果與各性狀之間的相關(guān)性分析結(jié)果一致，相關(guān)性分析和聚類分析結(jié)果可為今后開展楊桃種質(zhì)資源綜合性狀評(píng)價(jià)時(shí)觀測(cè)性狀的取舍提供參考依據(jù)。

2.6 基于果實(shí)性狀的主成分分析

PCA法被用于評(píng)價(jià)各參數(shù)對(duì)果實(shí)品質(zhì)變異的貢獻(xiàn)。對(duì)所測(cè)的楊桃果實(shí)25 個(gè)指標(biāo)原始數(shù)據(jù)經(jīng)隸屬函數(shù)轉(zhuǎn)化后進(jìn)行PCA（表6），前兩個(gè)主成分累積貢獻(xiàn)率為42.13%，前6 個(gè)主成分累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)到81.63%，說明這6 個(gè)主成分可以基本反映全部指標(biāo)的信息，但同時(shí)也可以看出各性狀的貢獻(xiàn)率分散，累積貢獻(xiàn)率增長(zhǎng)不明顯，說明性狀變異的多向性。

表 6 各性狀主成分的特征向量及貢獻(xiàn)率Table 6 Eigenvectors and percentages of cumulative contribution of principal components

圖 3 楊桃種質(zhì)第1、2主成分得分與果實(shí)性狀載荷的雙標(biāo)圖Fig. 3 Biplot of factor scores and loadings based on 1st and 2nd principal components

如表6和圖3所示，第一主成分（PC1）貢獻(xiàn)率為25.18%，特征向量絕對(duì)值較大的是SSC、固酸比、總糖含量和甜度值，其特性向量值均在0.60以上，主要反映了果實(shí)的含糖量。PC1較高的正值表明楊桃果實(shí)甜度值、SSC、固酸比和總糖含量之和高，代表種質(zhì)有‘馬來(lái)西亞紅’、‘臺(tái)農(nóng)1號(hào)’、‘廣西3號(hào)’和‘臺(tái)灣軟枝’；PC1較低的負(fù)值表明楊桃果實(shí)縱徑和果實(shí)橫徑大，代表種質(zhì)有‘臺(tái)農(nóng)4號(hào)’、‘香蜜’和‘馬來(lái)西亞B10’。第二主成分（PC2）貢獻(xiàn)率為16.95%，特征向量絕對(duì)值較大的是鈣、銅、錳、葡萄糖、果糖、蔗糖、酒石酸、總酸含量和糖酸比，其特性向量值均在0.47以上；PC2較高的正值表明楊桃果實(shí)鈣、銅、錳、葡萄糖和果糖含量高，代表種質(zhì)有‘馬來(lái)西亞香蜜’和‘化州紅’；PC2較低的負(fù)值表明楊桃果實(shí)蔗糖含量和糖酸比高，代表種質(zhì)有‘臺(tái)農(nóng)2號(hào)’、‘廣西1號(hào)’、‘大世紀(jì)’和‘實(shí)生酸’。主成分不同方向的增長(zhǎng)結(jié)果為楊桃特異種質(zhì)篩選和優(yōu)良種質(zhì)選育提供了理論參考。

圖3比較直觀反映了各種質(zhì)在前兩個(gè)主成分中的分布情況。為綜合評(píng)價(jià)各種質(zhì)的果實(shí)品質(zhì)，以主成分貢獻(xiàn)率為權(quán)重，計(jì)算各種質(zhì)前6 個(gè)主成分的分值與相應(yīng)權(quán)重乘積的之和，得到各種質(zhì)的綜合得分（表7），各種質(zhì)綜合得分（Y綜合）＝F1×25.177+F2×16.950+F3×14.501+F4×10.145+F5×8.255+F6×6.605。依據(jù)各種質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)得分，21 份楊桃種質(zhì)果實(shí)品質(zhì)的綜合排序由高到低分別是：‘臺(tái)農(nóng)1號(hào)’、‘馬來(lái)西亞紅’、‘化州紅’、‘廣西4號(hào)’、‘馬來(lái)西亞香蜜’、‘廣西3號(hào)’、‘臺(tái)灣軟枝’、‘廣西1號(hào)’、‘臺(tái)農(nóng)3號(hào)’、‘新加坡黃肉’、‘大世紀(jì)’、‘新加坡紅肉’、‘實(shí)生酸’、‘廣西2號(hào)’、‘臺(tái)灣秤錘’、‘臺(tái)灣金星’、‘臺(tái)農(nóng)4號(hào)’、‘馬來(lái)西亞B2’、‘臺(tái)農(nóng)2號(hào)’、‘香蜜’、‘馬來(lái)西亞B10’。

表 7 不同種質(zhì)主成分值及綜合評(píng)價(jià)得分Table 7 Values of principal components and synthetic scores of different carambola germplasm accessions

3 討 論

果實(shí)品質(zhì)包括外觀品質(zhì)和食用品質(zhì)，大小、形狀、色澤等外觀品質(zhì)決定著果實(shí)賣相，而糖、酸、香味、礦質(zhì)元素等食用品質(zhì)決定著果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。通過實(shí)生變異、種質(zhì)雜交、生物技術(shù)等培育新種質(zhì)是提升果實(shí)品質(zhì)的重要途徑，而優(yōu)異親本的選擇是獲得優(yōu)良后代的物質(zhì)基礎(chǔ)[14-16]。關(guān)于種質(zhì)資源果實(shí)性狀多樣性分析在石榴[17]、梨[18]、葡萄[19]、李[20]等多種果樹中已有報(bào)道，而對(duì)于楊桃種質(zhì)資源的研究相對(duì)較少。楊桃資源豐富，客觀綜合地認(rèn)識(shí)楊桃種質(zhì)資源果實(shí)外觀和內(nèi)在品質(zhì)，對(duì)于楊桃種質(zhì)資源評(píng)價(jià)與利用、育種目的確定以及通過分子生物學(xué)開展果實(shí)品質(zhì)遺傳基礎(chǔ)研究具有重要意義。本實(shí)驗(yàn)從外觀表型品質(zhì)，以及糖、酸、礦質(zhì)元素含量?jī)?nèi)在品質(zhì)方面分析了21 份楊桃種質(zhì)資源遺傳多樣性，發(fā)現(xiàn)不同種質(zhì)間果實(shí)性狀存在較大差異。因所有種質(zhì)均生長(zhǎng)在同一環(huán)境條件下，并采取同一的栽培管理方式，避免了環(huán)境和管理措施對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響，該數(shù)據(jù)具有較高的參考價(jià)值。變異系數(shù)又稱離散系數(shù)，反映了某一性狀的變異程度，變異系數(shù)越大說明種質(zhì)間性狀變異的范圍越大[21]。21 份楊桃種質(zhì)25 項(xiàng)果實(shí)品質(zhì)性狀變異系數(shù)為7.44%～109.95%，其中酒石酸含量變異最大、其次為鐵含量、檸檬酸含量和總酸含量，而縱徑和SSC的變異系數(shù)最小，是較穩(wěn)定的指標(biāo)。在地方梨資源果實(shí)性狀多樣性分析時(shí)，張起[22]和曾少敏[23]等將變異系數(shù)較大的VC含量作為地方梨資源分類的重要指標(biāo)。本研究中所測(cè)21 份楊桃果實(shí)酒石酸含量、檸檬酸含量和總酸含量變異系數(shù)均在70%以上，因此認(rèn)為可以利用這3 個(gè)指標(biāo)反映楊桃種質(zhì)資源間的差異。

通過性狀之間的相關(guān)性分析和聚類分析，本研究發(fā)現(xiàn)有些楊桃果實(shí)品質(zhì)性狀兩兩之間存在顯著的正相關(guān)或負(fù)相關(guān)關(guān)系，如SSC與固酸比，果糖、葡萄糖、蔗糖、總糖含量及甜度值之間；部分性狀之間存在明顯相關(guān)性。在種質(zhì)資源特性評(píng)價(jià)時(shí)，性狀之間的相關(guān)性可為觀測(cè)性狀的取舍、簡(jiǎn)化評(píng)測(cè)指標(biāo)體系提供參考依據(jù)。但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)多數(shù)楊桃果實(shí)品質(zhì)性狀是相互獨(dú)立的，它們之間的相關(guān)性并未達(dá)到顯著水平。PCA是研究多個(gè)變量間相關(guān)性的一種多元統(tǒng)計(jì)方法，通過降維的算法利用較少的變量盡可能多地反映原變量的信息[24-25]。PCA已被廣泛應(yīng)用于荔枝[26]、芒果[27]、杏[28]、藍(lán)莓[29]、蘋果[30]等種質(zhì)資源遺傳多樣性分析。本研究對(duì)21 份楊桃種質(zhì)的25 項(xiàng)果實(shí)性狀進(jìn)行主成分分析，發(fā)現(xiàn)前兩個(gè)主成分累積貢獻(xiàn)率僅為42.13%，前7 個(gè)主成分的累積貢獻(xiàn)率才達(dá)到81.63%，各性狀之間的關(guān)系并非緊密，這與性狀之間的相關(guān)性分析結(jié)果一致，所測(cè)各性狀的累積貢獻(xiàn)率增長(zhǎng)不明顯，各性狀變異具有多向性。

根據(jù)楊桃各種質(zhì)主成分得分和性狀載荷，本研究發(fā)現(xiàn)第一主成分正向增長(zhǎng)有利于提高果實(shí)含糖量和甜度值，第一主成分負(fù)向增長(zhǎng)有利于增加果實(shí)大小；第二主成分的正向增長(zhǎng)有利于提高果實(shí)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)含量，第三主成分的正向增長(zhǎng)有利于提高果實(shí)的有機(jī)酸含量。基于PCA，本研究計(jì)算了21 份楊桃種質(zhì)的綜合得分，排名順序體現(xiàn)了各種質(zhì)果實(shí)綜合品質(zhì)性狀的優(yōu)劣，其中排名前5位的依次是‘臺(tái)農(nóng)1號(hào)’、‘馬來(lái)西亞紅’、‘化州紅’、‘廣西4號(hào)’和‘馬來(lái)西亞香蜜’，這些種質(zhì)可作為優(yōu)異候選種質(zhì)，今后可結(jié)合果實(shí)發(fā)育特性、豐產(chǎn)性、抗逆性等方面的評(píng)價(jià)，做進(jìn)一步篩選，最終為栽培推廣及育種提供有價(jià)值的種質(zhì)。